Tessellaciones supramoleculares por un triángulo rígido de diimida de naftaleno

Área de la Ciencia:

• Química supramolecular
• Ciencias de los materiales
• Productos electrónicos orgánicos

Sus antecedentes:

• La teselación de polígonos orgánicos a través de interacciones de transferencia de carga (TC) permite la construcción de materiales electrónicos orgánicos supramoleculares en 2D.
• Los triángulos moleculares basados en diimida de naftaleno (NDI-Δ) son bloques de construcción clave para dichos materiales.

Objetivo del estudio:

• Explorar la topología 3D de las teselaciones 2D formadas por NDI-Δ.
• Investigar la influencia de las concentraciones de disolvente y de soluto en el autoensamblaje de NDI-Δ.
• Examinar la formación de cocristales entre el NDI-Δ y el tetratiofulvaleno (TTF) impulsado por las interacciones CT.

Principales métodos:

• Autoensamblaje controlado por disolvente de NDI-Δ utilizando disolventes no halogenados.
• Cocristalización de NDI-Δ con TTF en varios disolventes (MeCN, CHCl3, CH2Cl2).
• Investigaciones espectroscópicas en estado sólido y cálculos TDDFT.

Principales resultados:

• NDI-Δ se autoensambla en patrones triangulares y hexagonales de panal de abeja en 2D en disolventes y concentraciones específicos.
• La cocristalización con TTF produce diferentes teselaciones 2D (CT-A, CT-B, CT-C) controladas por el disolvente y la estequiometría.
• La superestructura CT-A muestra un carácter CT mejorado con una banda de absorción NIR debido al confinamiento TTF.
• La superestructura CT-B tiene una rejilla de disolvente hexagonal y una rejilla triangular NDI-Δ.
• La superestructura CT-C exhibe un mosaico de nido de abeja 3+3 de NDI-Δ y TTF-Δ, con una banda de absorción de 2500 nm atribuida al TTF de valencia mixta.

Conclusiones:

• La modulación del disolvente es crítica para controlar el autoensamblaje, la estequiometría y el empaque de cristales de las estructuras supramoleculares NDI-Δ y TTF.
• El estudio demuestra el diseño racional de materiales electrónicos orgánicos teselados en 2D a través del control preciso de las interacciones intermoleculares y los efectos del disolvente.
• Las arquitecturas supramoleculares y las propiedades electrónicas observadas destacan el potencial para desarrollar dispositivos electrónicos orgánicos avanzados.